介电常数检测:揭开材料电性能的奥秘
概括
介电常数是材料电性能的重要参数,广泛应用于电气、电子、通信等领域。它反映了材料在电场作用下的极化能力,决定了材料在电场中的电能存储能力。对于高频电子设备、传感器、绝缘材料等,准确测定其介电常数具有重要意义。通过科学的检测方法,我们可以深入了解不同材料的电学特性,从而为产品的设计与优化提供理论依据。
检测样品
介电常数的检测需要选择符合实验要求的样品,常见的检测样品包括但不限于:塑料、陶瓷、半导体、金属等不同类型的材料。根据实验目的,样品的形态(如固体、液体)和尺寸可能会有所不同。例如,在高频电路设计中,我们通常需要测量薄膜、涂层等微小样品的介电常数,而在高电压绝缘测试中,则可能需要较大尺寸的材料样品。
检测项目
介电常数的检测项目主要包括以下几个方面:
- 频率响应:不同频率下材料的介电常数可能发生变化,特别是在高频下,介电常数的值通常会有所下降。
- 温度依赖性:材料的介电常数通常随温度变化而变化,特别是对于聚合物材料,温度升高可能会导致其介电常数的显著变化。
- 湿度影响:对于一些吸湿性材料,湿度的变化也会影响其介电常数的测定。
通过对这些因素的系统检测,可以全面了解材料的电性能表现。
检测仪器
介电常数的测量通常依赖于高精度的检测仪器,常见的检测仪器包括:
- LCR仪:LCR仪(电感、电容和电阻测量仪)可以通过测量材料的电容和电感来计算其介电常数,适用于频率范围较宽的检测。
- 网络分析仪:用于高频测试的仪器,可以测量材料在不同频率下的介电特性,尤其适用于高频材料的测试。
- 介电分析仪:专门用于介电材料测试的仪器,能够精确测量材料在不同条件下的介电常数。
选择合适的检测仪器是确保检测准确性的关键。
检测方法
介电常数的检测方法主要有以下几种:
- 电容法:最常见的测量方法,通过测量材料样品两端的电容值,结合几何参数计算其介电常数。
- 时间域反射法(TDR):此方法基于材料对电磁波的反射特性,能够快速准确地测量其介电常数,适用于高频材料的测量。
- 共振法:通过测量样品在特定频率下的共振响应来计算介电常数,常用于精密仪器的检测。
不同方法适用于不同种类的材料和测试需求,选择合适的检测方法对于获取准确的结果至关重要。
检测标准(部分)
《 GB/T 31838.8-2024 固体绝缘材料 介电和电阻特性 第8部分:测定介电特性(AC方法) 相对介电常数和介质损耗因数(频率 1 MHz~300 MHz) 》标准简介
- 标准名称:固体绝缘材料 介电和电阻特性 第8部分:测定介电特性(AC方法) 相对介电常数和介质损耗因数(频率 1 MHz~300 MHz)
- 标准号:GB/T 31838.8-2024
- 中国标准分类号:K15
- 发布日期:2024-08-23
- 国际标准分类号:29.035.01,17.220.99
- 实施日期:2025-03-01
- 技术归口:全国电气绝缘材料与绝缘系统评定标准化技术委员会
- 代替标准:
- 主管部门:中国电器工业协会
- 标准分类:电气工程
- 内容简介:
国家标准《固体绝缘材料 介电和电阻特性 第8部分:测定介电特性(AC方法) 相对介电常数和介质损耗因数(频率 1 MHz~300 MHz)》由TC301(全国电气绝缘材料与绝缘系统评定标准化技术委员会)归口,主管部门为中国电器工业协会。
本文件规定了1MHz至300MHz频率范围内测定固体绝缘材料介电常数和介质损耗因数特性的试验方法(AC方法)。
《 SJ/T 11457.1.4-2021/IEC 61338-1-4:2005 波导型介电谐振器 第1-4部分:综合性信息和试验条件-毫米波频段介电谐振器材料复相对介电常数的测量方法 》标准简介
- 标准名称:波导型介电谐振器 第1-4部分:综合性信息和试验条件-毫米波频段介电谐振器材料复相对介电常数的测量方法
- 标准号:SJ/T 11457.1.4-2021/IEC 61338-1-4:2005
- 中国标准分类号:L21
- 发布日期:2021-03-05
- 国际标准分类号:31.14
- 实施日期:2021-06-01
- 技术归口:全国家用电器标准化技术委员会
- 代替标准:
- 主管部门:工业和信息化部
- 标准分类:电子学SJ 电子
- 内容简介:
行业标准《波导型介电谐振器 第1-4部分:综合性信息和试验条件-毫米波频段介电谐振器材料复相对介电常数的测量方法》,主管部门为工业和信息化部。本部分规定了毫米波频段介电谐振器材料介电特性的测量方法。
本部分包含两种测量方法:无辐射介电波导(NRD波导)激励的介电圆柱谐振器法和带有小圆环同轴电缆激励的截止波导法。
a)NRD波导激励的介电圆柱谐振器法与SJ/T11457.1.3给出的介电圆柱谐振器法相似。该方法有以下特点:
——通过计算机软件给出一个完整且精确的复介电常数计算方程;
——ε´的测量误差小于0.3%,tanδ测量误差小于5X10-6;
——本方法复介电常数应用测量范围如下:
频率:30GHz﹤f﹤100GHz;
相对介电常数:2﹤ε´﹤30;
损耗因素:10-6﹤tanδ﹤10-2。
b)介电平板样品放置于TE011模圆柱体并有小圆环I轴电缆激励的截止波导法。该方法有以下特点:
——采用基于精密分析结果的校正表对边缘效应进行校正;
——ε´的测量误差小于0.3%,tanδ误差小于5X10-6;
——能高精度测量谐振频率-温度系数TCF;
——本方法介电特性适用测量范围如下:
频率:30GHz﹤f﹤100GHz;
相对介电常数:2﹤ε´﹤30;
损耗因素:10-6﹤tanδ﹤10-2。
《 SJ/T 11457.1.3-2021/IEC 61338-1-3:1999 波导型介电谐振器 第1-3部分:综合性信息和试验条件-微波频段介电谐振器材料复相对介电常数的测量方法 》标准简介
- 标准名称:波导型介电谐振器 第1-3部分:综合性信息和试验条件-微波频段介电谐振器材料复相对介电常数的测量方法
- 标准号:SJ/T 11457.1.3-2021/IEC 61338-1-3:1999
- 中国标准分类号:L21
- 发布日期:2021-03-05
- 国际标准分类号:31.14
- 实施日期:2021-06-01
- 技术归口:全国家用电器标准化技术委员会
- 代替标准:
- 主管部门:工业和信息化部
- 标准分类:电子学SJ 电子
- 内容简介:
行业标准《波导型介电谐振器 第1-3部分:综合性信息和试验条件-微波频段介电谐振器材料复相对介电常数的测量方法》,主管部门为工业和信息化部。本标准规定了实际应用中介电圆柱谐振器在微波频率范围内介电性能的测量方法。本方法具有以下特征:
能够通过简单计算机软件计算得到复相对介电常数完整精确的数学解;
相对介电数ε'测量误差小于0.3%,损耗因数tan测量误差小于0.05×10-4;
谐振频率-稳定系数TCF在不需补偿的条件下测量误差小于1×10-6/K。
本部分规定了微波频段下测定介电谐振器材料复相对介电常数的方法,该方法采用两端短路平行导体板谐振器法。测量参数包括相对介电常数ε'、损耗因数tanδ、谐振频率-温度系数TCF和谐振频率下tanδ的温度相关性。嘉定介电材料是各向同性和均质的。
本介电性能测量方法的适用范围;
-频率:2GHz<f<20GHz;
-相对介电常数:5<ε'<500;
-损耗因数:10-5<tanδ<10-2。
《 WJ 2642-2004 固体火炸药介电常数标准物质规范 》标准简介
- 标准名称:固体火炸药介电常数标准物质规范
- 标准号:WJ 2642-2004
- 中国标准分类号:G89
- 发布日期:2004-01-01
- 国际标准分类号:71.100
- 实施日期:2004-01-01
- 技术归口:
- 代替标准:
- 主管部门:
- 标准分类:化工技术WJ 兵工民品
- 内容简介:
《 QJ 2220.4-1994 涂层电绝缘性能测试方法 工频、音频和高频下相对介电常数的测试方法 》标准简介
- 标准名称:涂层电绝缘性能测试方法 工频、音频和高频下相对介电常数的测试方法
- 标准号:QJ 2220.4-1994
- 中国标准分类号:V04
- 发布日期:1994-04-27
- 国际标准分类号:29.040
- 实施日期:1994-10-27
- 技术归口:
- 代替标准:
- 主管部门:
- 标准分类:电气工程QJ 航天
- 内容简介:
《 GB/T 43801-2024 微波频段覆铜箔层压板相对介电常数和损耗正切值测试方法 分离介质谐振器法 》标准简介
- 标准名称:微波频段覆铜箔层压板相对介电常数和损耗正切值测试方法 分离介质谐振器法
- 标准号:GB/T 43801-2024
- 中国标准分类号:L30
- 发布日期:2024-03-15
- 国际标准分类号:31.180
- 实施日期:2024-07-01
- 技术归口:全国印制电路标准化技术委员会
- 代替标准:
- 主管部门:工业和信息化部(电子)
- 标准分类:电子学印制电路和印制电路板
- 内容简介:
国家标准《微波频段覆铜箔层压板相对介电常数和损耗正切值测试方法 分离介质谐振器法》由TC47(全国印制电路标准化技术委员会)归口,主管部门为工业和信息化部(电子)。
本文件描述了采用分离式介质谐振器(SPDR)测定层压板1.1 GHz~20 GHz范围内离散频率点下的相对介电常数(Dk或εr)和介质损耗角正切(Df或tanδ)的方法。本文件适用于印制板用覆铜箔层压板和绝缘介质基材的测试。
《 JJF(电子)0028-2019 低损耗介质材料复介电常数标准样片校准规范 》标准简介
- 标准名称:低损耗介质材料复介电常数标准样片校准规范
- 标准号:JJF(电子)0028-2019
- 标准状态:现行
- 发布日期:2019-11-11
- 归口单位
- 实施日期:2019-11-11
- 发布部门:国家市场监督管理总局
- 代替标准:
- 标准类别:计量检定规程
- 文件格式:纸质版或者PDF电子版(用Acrobat Reader打开)或Word版本doc格式
- 内容简介:
本校准规范适用于频率范围在2GHZ~33GHZ的各向同性的扁平状低损耗介质材料复介电常数标准样片的校准。低损耗介质材料复介电常数标准样片是一组在特定微波频率下具有特定复介电常数量值的实物标准,主要用于校准微波复介电常数测试系统,或者在电路设计、器件设计中用于器件其他导出参数的校准或检验。
《 T/CSTM 00990-2023 毫米波频段介电常数和介质损耗角正切测试方法 准光腔法 》标准简介
- 标准名称:毫米波频段介电常数和介质损耗角正切测试方法 准光腔法
- 标准号:T/CSTM 00990-2023
- 中国标准分类号:L30/C398
- 发布日期:2023-04-07
- 国际标准分类号:31.180
- 实施日期:2023-07-07
- 团体名称:中关村材料试验技术联盟
- 标准分类:L 租赁和商务服务业电子学
- 内容简介:
本文件规定了介质基板毫米波波段的介电常数和介质损耗角正切的准光腔测试方法,包括原理、环境条件、仪器设备、样品要求、测试步骤、计算公式、系统误差、注意事项和试验报告等内容本文件适用于测试片状固体材料在毫米波频段的介电常数和介质损耗角正切频率测试范围:f=25GHz~110GHz;介电常数测试范围:ε_r^'=2.0~20.0;损耗角正切值测试范围:tan?〖δ_ε〗?〖=1.0×10^(-4)~1.0×10^(-2)〗;温度测试范围:-65℃~125℃本文件规定了介质基板毫米波波段的介电常数和介质损耗角正切的准光腔测试方法,包括原理、环境条件、仪器设备、样品要求、测试步骤、计算公式、系统误差、注意事项和试验报告等内容
本文件适用于测试片状固体材料在毫米波频段的介电常数和介质损耗角正切
频率测试范围:f=25GHz~110GHz;介电常数测试范围:ε_r^'=2.0~20.0;损耗角正切值测试范围:tan?〖δ_ε〗?〖=1.0×10^(-4)~1.0×10^(-2)〗;温度测试范围:-65℃~125℃
《 T/CSTM 00986-2023 高频介质基板的复介电常数测试 平衡型圆盘谐振器法 》标准简介
- 标准名称:高频介质基板的复介电常数测试 平衡型圆盘谐振器法
- 标准号:T/CSTM 00986-2023
- 中国标准分类号:L30/C398
- 发布日期:2023-04-07
- 国际标准分类号:31.180
- 实施日期:2023-07-07
- 团体名称:中关村材料试验技术联盟
- 标准分类:L 租赁和商务服务业电子学
- 内容简介:
本文件规定了介质基板在微波和毫米波频段的介电常数和介质损耗角正切的平衡型圆盘测试方法,包括原理、环境条件、仪器设备、样品要求、测试步骤、注意事项和试验报告等内容本文件适用于测试片状材料在微波和毫米波频段的介电常数和介质损耗角正切,电场垂直于平板表面频率测试范围:f=5GHz~170GHz;介电常数测试范围:ε_r=2.0~10.0;损耗角正切值测试范围:tanδ=1.0×10^(-4)~1.0×10^(-2)本文件规定了介质基板在微波和毫米波频段的介电常数和介质损耗角正切的平衡型圆盘测试方法,包括原理、环境条件、仪器设备、样品要求、测试步骤、注意事项和试验报告等内容
本文件适用于测试片状材料在微波和毫米波频段的介电常数和介质损耗角正切,电场垂直于平板表面
频率测试范围:f=5GHz~170GHz; 介电常数测试范围:ε_r=2.0~10.0; 损耗角正切值测试范围:tanδ=1.0×10^(-4)~1.0×10^(-2)
《 T/CSTM 00985-2023 低损耗介质板的复介电常数测试 分离式圆柱谐振腔法 》标准简介
- 标准名称:低损耗介质板的复介电常数测试 分离式圆柱谐振腔法
- 标准号:T/CSTM 00985-2023
- 中国标准分类号:L30/C398
- 发布日期:2023-04-07
- 国际标准分类号:31.180
- 实施日期:2023-07-07
- 团体名称:中关村材料试验技术联盟
- 标准分类:L 租赁和商务服务业电子学
- 内容简介:
本文件规定了介质平板材料在微波和毫米波频段的介电常数和介质损耗角正切的分离式圆柱谐振腔法,包括原理、环境条件、仪器设备、样品要求、测试步骤、计算公式、注意事项和试验报告等内容本文件适用于测试片状材料在微波和毫米波频段的介电常数和介质损耗角正切,电场平行于平板表面频率测试范围:f=2GHz~100GHz;介电常数测试范围:〖ε'〗_r=2.0~100;损耗角正切测试范围:tanδ=1.0×10^(-5)~1.0×10^(-2);温度测试范围:T=-65℃~125℃本文件规定了介质平板材料在微波和毫米波频段的介电常数和介质损耗角正切的分离式圆柱谐振腔法,包括原理、环境条件、仪器设备、样品要求、测试步骤、计算公式、注意事项和试验报告等内容
本文件适用于测试片状材料在微波和毫米波频段的介电常数和介质损耗角正切,电场平行于平板表面
频率测试范围:f=2GHz~100GHz;介电常数测试范围:〖ε'〗_r=2.0~100;损耗角正切测试范围:tanδ=1.0×10^(-5)~1.0×10^(-2);温度测试范围:T=-65℃~125℃
《 T/CSTM 00909-2023 介质基板介电常数和介质损耗角正切测试方法(1MHz~1GHz) 平行板电容法 》标准简介
- 标准名称:介质基板介电常数和介质损耗角正切测试方法(1MHz~1GHz) 平行板电容法
- 标准号:T/CSTM 00909-2023
- 中国标准分类号:L30/C398
- 发布日期:2023-01-13
- 国际标准分类号:31.180
- 实施日期:2023-04-13
- 团体名称:中关村材料试验技术联盟
- 标准分类:L 租赁和商务服务业电子学
- 内容简介:
本文件规定了采用接触电极平行板电容法测试介质基板的介电常数和介质损耗角正切的符号和缩略语、原理、环境条件、仪器设备、样品、试验步骤、计算、系统误差、注意事项和试样报告本文件适用于介质基板及类似介电材料的介电常数和介质损耗角正切测试方法,不适用于测量低损耗材料频率测试范围:f=1MHz~1GHz;介电常数测试范围:ε_r^'=1.0~35.0;损耗角正切值测试范围:tan?〖δ_ε=5.0×10^(-3)~5.0×10^(-2)〗本文件规定了采用接触电极平行板电容法测试介质基板的介电常数和介质损耗角正切的符号和缩略语、原理、环境条件、仪器设备、样品、试验步骤、计算、系统误差、注意事项和试样报告
本文件适用于介质基板及类似介电材料的介电常数和介质损耗角正切测试方法,不适用于测量低损耗材料
频率测试范围:f=1MHz~1GHz;介电常数测试范围:ε_r^'=1.0~35.0;损耗角正切值测试范围:tan?〖δ_ε=5.0×10^(-3)~5.0×10^(-2)〗
《 T/CSTM 00910-2022 高频介质基板的介电常数和介质损耗角正切测试方法 带状线测试法 》标准简介
- 标准名称:高频介质基板的介电常数和介质损耗角正切测试方法 带状线测试法
- 标准号:T/CSTM 00910-2022
- 中国标准分类号:L30/C398
- 发布日期:2022-12-27
- 国际标准分类号:31.180
- 实施日期:2023-03-27
- 团体名称:中关村材料试验技术联盟
- 标准分类:L 租赁和商务服务业电子学
- 内容简介:
本文件规定了介质基板毫米波波段的介电常数和介质损耗角正切的带状线测试方法,包括原理、环境条件、材料、仪器设备、样品要求、测试步骤、计算公式、系统误差、注意事项和试验报告等内容本文件适用于测试高频介质基板及介电材料在微波频率范围内的介电常数和介质损耗角正切频率测试范围:f=1GHz~40GHz;介电常数测试范围:ε_r^'=2.0~20.0;损耗角正切值测试范围:tan?〖δ_ε〗?〖=2.0×10^(-4)~1.0×10^(-2)〗;温度测试范围:-50℃~150℃本文件规定了介质基板毫米波波段的介电常数和介质损耗角正切的带状线测试方法,包括原理、环境条件、材料、仪器设备、样品要求、测试步骤、计算公式、系统误差、注意事项和试验报告等内容
本文件适用于测试高频介质基板及介电材料在微波频率范围内的介电常数和介质损耗角正切
频率测试范围:f=1GHz~40GHz;介电常数测试范围:ε_r^'=2.0~20.0;损耗角正切值测试范围:tan?〖δ_ε〗?〖=2.0×10^(-4)~1.0×10^(-2)〗;温度测试范围:-50℃~150℃
《 SY/T 6528-2002 岩样介电常数测量方法 》标准简介
- 标准名称:岩样介电常数测量方法
- 标准号:SY/T 6528-2002
- 中国标准分类号:E14
- 发布日期:2002-05-28
- 国际标准分类号:75.020
- 实施日期:2002-08-01
- 技术归口:石油测井正规标准化委员会
- 代替标准:被SY/T 6712-2023代替
- 主管部门:国家经济贸易委员会
- 标准分类:石油及相关技术SY 石油天然气
- 内容简介:
行业标准《岩样介电常数测量方法》,主管部门为国家经济贸易委员会。本标准规定了在低频段(1.0×1O^(3)Hz~1.5×10^(7)Hz)、射频段(2.0×10^(7)Hz~2.7×10^(8)Hz)和超高频段(2.0×10^(8)Hz~3.0×10^(9)Hz)测量岩石样品介电常数的方法及要求。本标准适用于在实验室内测量岩样的介电常数。
《 SJ/T 1147-1993 电容器用有机薄膜介质损耗角正切值和介电常数试验方法 》标准简介
- 标准名称:电容器用有机薄膜介质损耗角正切值和介电常数试验方法
- 标准号:SJ/T 1147-1993
- 中国标准分类号:L11
- 发布日期:1993-12-17
- 国际标准分类号:31.060
- 实施日期:1994-06-01
- 技术归口:
- 代替标准:代替SJ 1147-1977
- 主管部门:电子工业部
- 标准分类:电子学SJ 电子
- 内容简介:
行业标准《电容器用有机薄膜介质损耗角正切值和介电常数试验方法》,主管部门为电子工业部。本标准规定了电容器用有机薄膜介质损耗角正切值和介电常数的试验方法。
《 SJ/T 11043-1996 电子玻璃高频介质损耗和介电常数的测试方法 》标准简介
- 标准名称:电子玻璃高频介质损耗和介电常数的测试方法
- 标准号:SJ/T 11043-1996
- 中国标准分类号:L90
- 发布日期:1996-11-20
- 国际标准分类号:31-030
- 实施日期:1997-01-01
- 技术归口:
- 代替标准:代替GB 9622.9-1988
- 主管部门:
- 标准分类:电子学技术管理综合标准化管理与一般规定SJ 电子
- 内容简介:
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结语
介电常数的准确测定对于多个行业的应用至关重要。通过科学、严谨的检测流程和先进的检测仪器,我们能够获取材料的电学特性,为产品设计和优化提供宝贵的数据支持。随着科技的不断进步,介电常数检测技术也将不断完善,为更高效的材料研发和工程应用铺平道路。
结语
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